CN215861965U - 一种比例阀阀芯组件及燃气比例阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于比例阀技术领域，更具体地，涉及一种比例阀阀芯组件及燃气比例阀。比例阀阀芯组件包括第一阀杆、比例膜片、磁体、以及具有弹性形变的平衡膜片，所述的磁体和比例膜片套设于第一阀杆的一端；所述的平衡膜片套设于第一阀杆的另一端。有效解决了因一次压力的改变而导致第一阀杆左右晃动的问题，通过平衡膜片的设置，使得第一阀杆始终处于中心轴的位置，从而使阀芯与阀座间隙大小周圈均衡一致，二次压力输出稳定，降低噪音。

Description

一种比例阀阀芯组件及燃气比例阀

技术领域

本实用新型属于比例阀技术领域，更具体地，涉及一种比例阀阀芯组件及燃气比例阀。

背景技术

燃气比例阀是家用燃气快速热水器关键部件，用于控制气路的通断和二次压力。现有技术中，燃气比例阀包括两部分：电磁阀和比例调节阀。电磁阀控制气路通断，比例调节阀根据输入电流调节二次压力大小，同时兼有控制通断功能。比例调节阀包括线圈组件、阀芯组件、复位弹簧等，线圈组件把输入电流转化为电磁场，驱动阀芯组件动作；阀芯组件包括比例膜片、磁铁、第一阀杆、密封环等，在非工作状态，阀芯组件在磁铁吸力作用下，使密封环紧贴阀座截断气路；在工作过程中，电磁场推开磁铁，使阀芯组件沿其轴线上下移动，阀芯与阀座形成不同大小开度，从而输出所需二次压力。

在工作过程中，一次压力突然变大或燃气流量突然减小时，燃气在阀口附近容易形成湍流，阀芯组件受湍流影响产生激荡，第一阀杆倾斜并震动，阀芯与阀座相对位置不同轴，间隙大小不一致且受震动影响快速变化，造成二次压力不稳定，并产生噪音。在非工作过程中，来自一次压力的突然变大影响，有可能导致比例调节阀的截止功能失效。原理：由于一次压力增大导致阀芯受到向下的力增大，克服了磁铁吸力和复位弹簧向上的力，同时比例膜片的弹性变形存在延时，在压力增大的瞬间使阀芯离开阀座，导致短时间内截止功能失效。

中国专利CN206503996U，公开日为2017.09.19，公开了一种新型稳流式电控灶具比例阀，在工作过程中，一次压力突然变大或燃气流量突然减小时，燃气在阀口附近容易形成湍流，阀芯组件受湍流影响产生激荡，第一阀杆倾斜并震动。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中的至少一个缺陷，提供一种比例阀阀芯组件及燃气比例阀，有效解决了阀芯组件的阀杆晃动的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种比例阀阀芯组件，包括第一阀杆、比例膜片、磁体、以及具有弹性形变的平衡膜片，所述的磁体和比例膜片套设于第一阀杆的一端；所述的平衡膜片套设于第一阀杆的另一端。在使用时，阀芯组件的一端通过比例膜片与阀体连接，另一端通过平衡膜片与阀体连接，由于比例膜片和平衡膜片的外边缘周圈均与阀体连接，圆心处是与第一阀杆连接的，第一阀杆的两端均与阀体连接，且通过比例膜片和平衡膜片使其始终位于轴芯处，不会左右晃动。

在其中一个实施例中，所述的平衡膜片为圆形结构，中心处设有阀芯，外边缘周圈设有连接件，连接件与阀芯之间设有具有弹性形变的薄膜，在所述的薄膜上间隔设有多个通孔；所述的平衡膜片通过阀芯与第一阀杆密封连接。使用时，当线圈组件通电，电磁场对磁体产生推力，带动第一阀杆纵向移动，阀芯与阀口分离，阀口打开，燃气从通孔通过平衡膜片，经阀口流入稳压腔后从出气口流出；当线圈组件断电后，第一阀杆恢复原位，阀芯堵住阀口；通过控制阀芯与阀口之间的间隙，可输出所需要的二次压力。

在其中一个实施例中，所述的通孔沿着平衡膜片的圆周阵列分布。

在其中一个实施例中，所述的第一阀杆与比例膜片连接的一端设有扣板，所述的磁体和比例膜片压设于扣板与第一阀杆之间，且所述的比例膜片位于磁体与扣板之间的位置。

在其中一个实施例中，所述的第一阀杆与阀芯连接的一端设有倒扣，所述的阀芯上设有与倒扣配合的限位槽，所述的第一阀杆通过倒扣伸入限位槽中，与阀芯通过倒扣连接。

本实用新型还提供一种燃气比例阀，包括阀体、以及安装于阀体上的线圈组件；其中，还包括以上所述的比例阀阀芯组件；所述的阀体内部设有与阀体的出气口连通的稳压腔、与阀体的进气口连通的中间腔；所述的中间腔与稳压腔之间通过阀口连通；所述的比例阀阀芯组件纵向穿设于阀口中，一端通过比例膜片与稳压腔的内壁密封连接，另一端通过平衡膜片与中间腔的内壁密封连接，且所述的阀芯位于阀口处，用于封堵阀口；所述的出气口位于比例膜片与阀口之间的位置。比例阀阀芯组件的两端分别通过比例膜片和平衡膜片与阀体连接固定；阀杆纵向穿设在阀口中，平衡膜片位于中间腔内，比例膜片位于稳压腔中；当线圈组件通电后，电磁场推动第一阀杆向中间腔位置移动，阀芯离开阀口，中间腔内的燃气从平衡膜片的通孔穿过，经阀口流入稳压腔中，之后再从出气口流出。在工作过程中，譬如一次压力突然变大或燃气流量突然变小，燃气在阀芯附近形成湍流，推动阀芯产生偏离中心轴并沿径向摆动的趋势，但是，由于第一阀杆的两端分别通过比例膜片和平衡膜片的外边缘固定在阀体上，外边缘与阀芯同轴，通过平衡膜片对阀芯起到导正作用，使阀芯、阀杆始终处于中心轴的位置，迫使阀芯组件只能沿中心轴上下移动，即第一阀杆只能沿中心轴上下移动，阀芯与阀体间隙高度周圈均衡一致，二次压力输出稳定，减少噪音产生。在非工作过程中，燃气压力通过平衡膜片的通孔传递到背压腔，即平衡膜片与阀口之间的腔体中，气压始终同时作用在平衡膜片的上部和下部，由于平衡膜片的受力面积下部比上部大，因此不管气压如何变化，其合力始终使阀芯紧贴阀座上，密封可靠性高。

在其中一个实施例中，在所述的阀体上还安装有电磁阀组件，所述的电磁阀组件的第二阀杆位于中间腔与进气口之间的位置，用于封堵中间腔的进气端。

在其中一个实施例中，所述的阀体位于阀口的一侧设有底盖，与底盖正对的一侧设有顶盖；所述的底盖和顶盖均与阀体可拆卸连接，且与阀体密封连接；所述的线圈组件安装于顶盖上。

在其中一个实施例中，所述的比例膜片的外边缘四周密封压设于顶盖与阀体之间，所述的平衡膜片的连接件密封压设在底盖与阀体之间。

在其中一个实施例中，所述的顶盖和底盖均向阀体外侧凸起以形成供第一阀杆纵向移动的空间。

与现有技术相比，有益效果是：本实用新型提供的一种比例阀阀芯组件及燃气比例阀，有效解决了因一次压力的改变而导致第一阀杆左右晃动的问题，通过平衡膜片的设置，使得第一阀杆始终处于中心轴线的位置，从而使阀芯与阀座间隙大小周圈均衡一致，二次压力输出稳定，降低噪音；通过平衡膜片及通孔的设置，也有效提高了阀芯与阀口连接的密封性。

附图说明

图1是本实用新型比例阀阀芯组件结构示意图。

图2是本实用新型平衡膜片结构示意图。

图3是本实用新型燃气比例阀工作过程中第一视角结构示意图。

图4是本实用新型燃气比例阀工作过程中第二视角结构示意图。

图5是本实用新型燃气比例阀非工作过程中的阀芯组件的位置示意图。

图6是本实用新型燃气比例阀整体结构示意图。

图7是本实用新型燃气比例阀结构爆炸示意图。

其中，图3、图4、图5中的箭头表示燃气的流动方向。

附图标记：1、阀芯组件；11、第一阀杆；111、倒扣；12、比例膜片；13、磁体；14、平衡膜片；141、阀芯；142、连接件；143、薄膜；144、通孔；145、限位槽；15、扣板；2、阀体；21、稳压腔；22、中间腔；23、出气口；24、进气口；25、阀口；26、顶盖；27、底盖；3、线圈组件；4、电磁阀组件；41、第二阀杆。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1、图3所示，一种比例阀阀芯组件1，包括第一阀杆11、比例膜片12、磁体13、以及具有弹性形变性能的平衡膜片14，磁体13和比例膜片12套设于第一阀杆11的一端；平衡膜片14套设于第一阀杆11的另一端。在使用时，阀芯组件1的一端通过比例膜片12与阀体2连接，另一端通过平衡膜片14与阀体2连接，由于比例膜片12和平衡膜片14的外边缘周圈均与阀体2连接，圆心处是与第一阀杆11连接的，第一阀杆11的两端均与阀体2连接，且通过比例膜片12和平衡膜片14的限制，使其始终位于中心轴线处，不会左右晃动。

在其中一个实施例中，如图2至图4所示，平衡膜片14为圆形结构，中心处设有阀芯141，外边缘周圈设有连接件142，连接件142与阀芯141之间设有具有弹性形变性能的薄膜143，在薄膜143上间隔设有多个通孔144；平衡膜片14通过阀芯141与第一阀杆11密封连接。当线圈组件3通电，电磁场对磁体13产生推力，带动第一阀杆11纵向移动，阀芯141与阀口25分离，阀口25打开，燃气从通孔144通过平衡膜片14，经阀口25流入稳压腔21后从出气口23流出；当线圈组件3断电后，第一阀杆11恢复原位，阀芯141堵住阀口25；通过控制阀芯141与阀口25之间的间隙，可输出所需要的二次压力。

在一些实施例中，通孔144沿着平衡膜片14的圆周阵列分布。阵列均匀分布的通孔144，可保证平衡膜片14各处受到的气压相等，避免燃气集中从某一处通过，导致压力过大，气流不稳。

在其中一个实施例中，如图1所示，第一阀杆11与比例膜片12连接的一端设有扣板15，磁体13和比例膜片12压设于扣板15与第一阀杆11之间，且比例膜片12位于磁体13与扣板15之间的位置。

在另一个实施例中，如图1所示，第一阀杆11与阀芯141连接的一端设有倒扣111，阀芯141上设有与倒扣111配合的限位槽145，第一阀杆11通过倒扣111伸入限位槽145中，与阀芯141通过倒扣111连接。

如图3至7所示，本实用新型还提供一种燃气比例阀，包括阀体2、以及安装于阀体2上的线圈组件3；其中，还包括以上比例阀阀芯组件1；阀体2内部设有与阀体2的出气口23连通的稳压腔21、与阀体2的进气口24连通的中间腔22；中间腔22与稳压腔21之间通过阀口25连通；比例阀阀芯组件1纵向穿设于阀口25中，一端通过比例膜片12与稳压腔21的内壁密封连接，另一端通过平衡膜片14与中间腔22的内壁密封连接，且阀芯141位于阀口25处，用于封堵阀口25；出气口23位于比例膜片12与阀口25之间的位置。比例阀阀芯组件1的两端分别通过比例膜片12和平衡膜片14与阀体2连接固定；阀杆纵向穿设在阀口25中，平衡膜片14位于中间腔22内，比例膜片12位于稳压腔21中；当线圈组件3通电后，电磁场推动第一阀杆11向中间腔22位置移动，阀芯141离开阀口25，中间腔22内的燃气从平衡膜片14的通孔144穿过，经阀口25流入稳压腔21中，之后再从出气口23流出。在工作过程中，譬如一次压力突然变大或燃气流量突然变小，燃气在阀芯141附近形成湍流，推动阀芯141产生偏离中心轴并沿径向摆动的趋势，但是，由于第一阀杆11的两端分别通过比例膜片12和平衡膜片14的外边缘固定在阀体2上，外边缘与阀芯141同轴，通过平衡膜片14对阀芯141起到导正作用，使阀芯141、阀杆始终处于中心轴的位置，迫使阀芯组件1只能沿中心轴上下移动，即第一阀杆11只能沿中心轴上下移动，阀芯141与阀体2间隙高度周圈均衡一致，二次压力输出稳定，减少噪音产生。在非工作过程中，燃气压力通过平衡膜片14的通孔144传递到背压腔，即平衡膜片14与阀口25之间的腔体中，气压始终同时作用在平衡膜片14的上部和下部，由于平衡膜片14的受力面积下部比上部大，因此不管气压如何变化，其合力始终使阀芯141紧贴阀座，即紧紧的将阀口封堵，密封可靠性高。

在其中一个实施例中，在阀体2上还安装有电磁阀组件4，电磁阀组件4的第二阀杆41位于中间腔22与进气口24之间的位置，用于封堵中间腔22的进气端。

在另一个实施例中，阀体2位于阀口25的一侧设有底盖27，与底盖27正对的一侧设有顶盖26；底盖27和顶盖26均与阀体2可拆卸连接，且与阀体2密封连接；线圈组件3安装于顶盖26上。比例膜片12的外边缘四周密封压设于顶盖26与阀体2之间，平衡膜片14的连接件142密封压设在底盖27与阀体2之间。顶盖26和底盖27均向阀体2外侧凸起以形成供第一阀杆11纵向移动的空间。

工作原理：

如图3和图4所示，在工作过程中，燃气从阀体2进气口24进入，电磁阀组件4通电打开后，燃气流进中间腔22，当线圈组件3通电时，电磁场对磁体13产生推力，带动第一阀杆11、阀芯141向下移动，燃气从阀芯141与阀体2之间的间隙即阀口25流到稳压腔21，再从阀体2上的出气口23流出。通过控制阀芯141和阀座间隙大小，可输出所需的二次压力。

在特殊情况下，譬如一次压力突然变大或燃气流量突然变小，燃气在阀芯141附近形成湍流，推动阀芯141产生偏离中心轴并沿径向摆动的趋势，由于平衡膜片14外缘固定在阀体2和底盖27之间，外缘与阀体2、阀芯141同轴，通过薄膜143对阀芯141的拉力起到导正作用，使阀芯141、第一阀杆11始终处于中心轴位置，迫使阀芯组件1只能沿中心轴上下移动，即第一阀杆11只能沿中心轴上下移动，阀芯141与阀座间隙高度周圈均衡一致，二次压力输出稳定，减少噪音产生。

在工作过程中，平衡膜片14的薄膜143受力发生弹性形变，弹性势能使阀芯组件1产生向上的趋势，替代了复位弹簧的作用，简化了结构；平衡膜片14下部的气体通过通孔144流进中间腔22，避免平衡膜片14下部的气体压力影响薄膜143的形变。

如图5所示，在非工作过程中，燃气压力通过平衡膜片14的通孔144传递到背压腔，气压始终同时作用在平衡膜片14的上部和下部，由于平衡膜片14的受力面积下部比上部大，因此不管气压如何变化，其合力始终使阀芯141紧贴阀座上，密封可靠性高。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种比例阀阀芯组件，其特征在于，包括第一阀杆(11)、比例膜片(12)、磁体(13)、以及具有弹性形变性能的平衡膜片(14)，所述的磁体(13)和比例膜片(12)套设于第一阀杆(11)的一端；所述的平衡膜片(14)套设于第一阀杆(11)的另一端。

2.根据权利要求1所述的比例阀阀芯组件，其特征在于，所述的平衡膜片(14)为圆形结构，中心处设有阀芯(141)，外边缘周圈设有连接件(142)，连接件(142)与阀芯(141)之间设有具有弹性形变性能的薄膜(143)，在所述的薄膜(143)上间隔设有多个通孔(144)；所述的平衡膜片(14)通过阀芯(141)与第一阀杆(11)密封连接。

3.根据权利要求2所述的比例阀阀芯组件，其特征在于，所述的通孔(144)沿着平衡膜片(14)的圆周阵列分布。

4.根据权利要求2所述的比例阀阀芯组件，其特征在于，所述的第一阀杆(11)与比例膜片(12)连接的一端设有扣板(15)，所述的磁体(13)和比例膜片(12)压设于扣板(15)与第一阀杆(11)之间，且所述的比例膜片(12)位于磁体(13)与扣板(15)之间的位置。

5.根据权利要求2所述的比例阀阀芯组件，其特征在于，所述的第一阀杆(11)与阀芯(141)连接的一端设有倒扣(111)，所述的阀芯(141)上设有与倒扣(111)配合的限位槽(145)，所述的第一阀杆(11)通过倒扣(111)伸入限位槽(145)中，与阀芯(141)通过倒扣(111)连接。

6.一种燃气比例阀，包括阀体(2)、以及安装于阀体(2)上的线圈组件(3)；其特征在于，还包括权利要求1至5任一项所述的比例阀阀芯组件(1)；所述的阀体(2)内部设有与阀体(2)的出气口(23)连通的稳压腔(21)、与阀体(2)的进气口(24)连通的中间腔(22)；所述的中间腔(22)与稳压腔(21)之间通过阀口(25)连通；所述的比例阀阀芯组件(1)纵向穿设于阀口(25)中，一端通过比例膜片(12)与稳压腔(21)的内壁密封连接，另一端通过平衡膜片(14)与中间腔(22)的内壁连接，且所述的阀芯(141)位于阀口(25)处，用于封堵阀口(25)；所述的出气口(23)位于比例膜片(12)与阀口(25)之间的位置。

7.根据权利要求6所述的燃气比例阀，其特征在于，在所述的阀体(2)上还设置有电磁阀组件(4)，所述的电磁阀组件(4)内的第二阀杆(41)位于中间腔(22)与进气口(24)之间的位置，用于封堵中间腔(22)的进气端。

8.根据权利要求7所述的燃气比例阀，其特征在于，所述的阀体(2)位于阀口(25)的一侧设有底盖(27)，与底盖(27)正对的一侧设有顶盖(26)；所述的底盖(27)和顶盖(26)均与阀体(2)可拆卸连接，且与阀体(2)密封连接；所述的线圈组件(3)安装于顶盖(26)上。

9.根据权利要求8所述的燃气比例阀，其特征在于，所述的比例膜片(12)的外边缘四周密封压设于顶盖(26)与阀体(2)之间，所述的平衡膜片(14)的连接件(142)密封压设在底盖(27)与阀体(2)之间。

10.根据权利要求9所述的燃气比例阀，其特征在于，所述的顶盖(26)和底盖(27)均向阀体(2)外侧凸起以形成供第一阀杆(11)纵向移动的空间。

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